差动分列式进口消能工制造技术

一种差动分列式进口消能工，包括水流进口段、与水流进口段相接的消力池、与消力池相接的护坦；水流进口段由相间排列的高位泄流槽（或泄流孔）和低位泄流槽（或泄流孔）构成，水流进口段高位泄流槽和低位泄流槽出口端部的跌坎与消力池底板的接壤处设置有贴脚，所述贴脚为直角楔形，直角楔形的底面位于消力池底板上，直角楔形中垂直于底面的侧面与水流进口段高位泄流槽和低位泄流槽出口端部的跌坎相贴；消力池尾坎为差动式尾坎，所述差动式尾坎，其顶面由两种结构不同的组合面单元Ⅰ和组合面单元Ⅱ相间排列形成；高位泄流槽和低位泄流槽之间的中隔墩墩尾为悬臂式流线型墩尾。此种消能工可提高使用寿命，减小水流对下游河道的冲刷破坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于泄洪消能设施，特别涉及一种用于高水头、大单宽流量的水流进口消能工。
技术介绍
对于高水头、大单宽流量的水流，其泄洪消能非常重要，但难度也大， 一直是水利界研究的热点和难点问题。公开号CN 101215828A的专利申请公开了一种高低坎底流消 力池，其技术方案是将水流进口段的高坎(也称高位泄流槽)在平面上采用合适的收縮 角，但对边高坎的外侧墙不收縮。此种结构的消能设施在某些特定条件下虽然能解决消 力池内及消力池尾坎处水面波动较大的问题，但存在以下不足1、水流进口段高坎(高 位泄流槽或泄流孔)和低坎(低位泄流槽泄流孔)出口端部的跌坎与消力池底板的接壤 处长时间沉积泥砂，在立轴漩涡和横轴漩涡作用下磨蚀消力池首部底板，势必损坏消力 池结构，严重影响泄洪设施的正常运行，甚至引起重大工程事故。2、消力池与下游河 道的衔接不理想，致使水流对下游河道的冲刷较严重。3、高坎(高位泄流槽或泄流孔) 和低坎(低位泄流槽或泄流孔)之间的中隔墩易空化空蚀破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进的差动分列式进口消能工， 以解决水流进口段高位泄流槽或泄流孔和低位泄流槽或泄流孔出口端部跌坎与消力池 底板的接壤处长时间沉积泥砂和中隔墩的空化空蚀问题，并改善消力池与下游河道的衔 接，减小水流对下游河道的冲刷破坏。本专利技术所述差动分列式进口消能工，包括水流进口段、与水流进口段相接的消力池、 与消力池相接的护坦，水流进口段由相间排列的高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽 或低位泄流孔构成；水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔出 口端部的跌坎与消力池底板的接壤处设置有贴脚，所述贴脚为直角楔形，直角楔形的底 面位于消力池底板上，直角楔形中垂直于底面的侧面与水流进口段高位泄流槽或高位泄 流孔和低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎相贴；消力池尾坎为差动式尾坎，所述差动式尾坎，其顶面由两种结构不同的组合面单元i和组合面单元n相间排列形成；高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔之间的中隔墩墩尾为悬臂式流线型墩尾。上述差动分列式进口消能工中的贴脚、差动式尾坎、中隔墩墩尾优选以下结构1、 贴脚的坡度J'为1 : 1~1:15，长度山《L3〈d3，所述d3为水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔出口端部的跌坎高度，d4为水流进口段低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎高度。2、 形成差动式尾坎顶面的组合面单元I依次由斜面-平面-斜面-平面组成，其靠近消力池的平面高于靠近护坦的平面；形成差动式尾坎顶面的组合面单元II依次由平面-斜面-平面组成，其靠近消力池的平面高于靠近护坦的平面；所述组合面单元I的长度^与组合面单元II的长度b2之比iM : b2=i: i~i: 3。3、 中隔墩墩尾的长度L4为中隔墩厚度的1.5 2倍，其顶端与与中隔墩顶端齐平，其底端与与消力池底板的距离d4=d6< d3,所述d3为水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔出口端部的跌坎高度，d4为水流进口段低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎高度。本专利技术所述差动分列式进口消能工的水流进口段可设计成以下四种体型1、 高位泄流槽无压出流和低位泄流槽无压出流；2、 高位泄流槽无压出流、低位泄流孔有压出流；3、 高位泄流孔有压出流、低位泄流槽无压出流；4、 高位泄流孔有压出流和低位泄流孔有压出流。本专利技术具有以下有益效果1、 由于水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎与消力池底板的接壤处设置有贴脚，因而避免了泥砂在此处长时间沉积，同时还增加了消力池首部底板的厚度，因而改善了消力池首部底板的受力条件，提高了使用寿命。2、 由于将消力池的尾坎设计为差动式尾坎，因而改善了消力池与下游河道的衔接，减小了水流对下游河道的冲刷破坏。3、 由于将高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔之间的中隔墩墩尾设计为悬臂式流线型墩尾，因而可避免中隔墩被空化空蚀，提高使用寿命。附图说明图1是本专利技术所述差动分列式进口消能工的第一种平面布置图，高位泄流槽为偶数，低位泄流槽为奇数，高位泄流槽和低位泄流槽均为等宽体型；图2是本专利技术所述差动分列式进口消能工的第二种平面布置图，高位泄流槽为奇数，低位泄流槽为偶数，高位泄流槽和低位泄流槽均为等宽体型；图3是无压出流的高位泄流槽的剖视图及与其同一剖面处的消力池和护坦的示意图；图4是无压出流的低位泄流槽的剖视图及与其同一剖面处的消力池和护坦的示意图；图5是有压出流的低位泄流孔的剖视图及与其同一剖面处的消力池和护坦的示意图；图6是有压出流的高位泄流孔的剖视图及与其同一剖面处的消力池和护坦的示意图；图7是图1所示平面布置的差动分列式进口消能工的1-1剖面图，但图中的高位泄 流槽和低位泄流槽均为无压出流；图8是图2所示平面布置的差动分列式进口消能工的2-2剖面图，但图中的高位泄 流槽和低位泄流槽均为无压出流；图9是图1所示平面布置的差动分列式进口消能工的1-1剖面图，但图中的高位泄 流槽为无压出流，低位泄流孔为有压出流；图10是图2所示平面布置的差动分列式进口消能工的2-2剖面图，但图中的高位 泄流槽为无压出流，低位泄流孔为有压出流；图11是图1所示平面布置的差动分列式进口消能工的1-1剖面图，但图中的高位 泄流孔为有压出流，低位泄流槽为无压出流；图12是图2所示平面布置的差动分列式进口消能工的2-2剖面图，但图中的高位 泄流孔为有压出流，低位泄流槽为无压出流；图13是图1所示平面布置的差动分列式进口消能工的1-1剖面图，但图中的高位 泄流孔和低位泄流孔均为有压出流；图14是图2所示平面布置的差动分列式进口消能工的2-2剖面图，但图中的高位 泄流孔和低位泄流孔均为有压出流；图15是差动式尾坎的局部放大图；图16是形成差动式尾坎顶面的组合面单元I的结构示意图； 图17是图16的俯视图；图18是形成差动式尾坎顶面的组合面单元II的结构示意图； 图19是图18的俯视图。6图中，l一高位泄流槽或高位泄流孔、2—低位泄流槽或低位泄流孔、3—消力池、4一贴脚、5—消力池尾坎、6—护坦，7—中隔墩墩尾、8—组合面单元I 、 9—组合面单元II、 U—水流进口段在水平面的投影长度、L2—消力池长度、L3—贴脚长度、L一中隔墩墩尾长度、B—消力池宽度、Bi—高位泄流槽或高位泄流孔宽度、B2"j氏位泄流槽或低位泄流孔宽度、山一消力池底板至消力池尾坎顶端的距离；d2—护坦尾坎至消力池尾坎顶端的距离、d3—高位泄流槽或高位泄流孔出口端部的跌坎高度、山一低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎高度、d5—中隔墩墩尾高度、de—中隔墩墩尾底端与消力池底板的距离、br-组合面单元I的长度、b2—组合面单元II的长度、a—无压出流体型高位泄流槽出口处泄流槽底板至中隔墩顶端的高度、H2—无压出流体型低位泄流槽出口处泄流槽底板至中隔墩顶端的高度、H3—有压出流体型低位泄流孔口高度、H4—有压出流体型高位泄流孔口高度。具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本专利技术所述差动分列式进口消能工的结构作进一步说明。实施例1和实施例2中的差动分列式进口消能工根据某大型水电站枢纽工程设计，所述水电站枢纽工程装机6400MW，采用混凝土重力坝，最大坝高1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差动分列式进口消能工，包括水流进口段、与水流进口段相接的消力池（３）、与消力池相接的护坦（６），水流进口段由相间排列的高位泄流槽或高位泄流孔（１）和低位泄流槽或低位泄流孔（２）构成，其特征在于：　水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔（ １）和低位泄流槽或低位泄流孔（２）出口端部的跌坎与消力池底板的接壤处设置有贴脚（４），所述贴脚（４）为直角楔形，直角楔形的底面位于消力池底板上，直角楔形中垂直于底面的侧面与水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔（１）和低位泄流槽或低位泄流孔（２）出口端部的跌坎相贴；　消力池尾坎（５）为差动式尾坎，所述差动式尾坎，其顶面由两种结构不同的组合面单元Ⅰ（８）和组合面单元Ⅱ（９）相间排列形成；　高位泄流槽或高位泄流孔（１）和低位泄流槽或低位泄流孔（２）之间的中隔墩墩尾（７）为悬 臂式流线型墩尾。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建民，许唯临，冯树荣，陈伟，刘善均，潘江洋，王韦，张永涛，曲景学，张金婉，邓军，田忠，陈剑刚，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]